I gas di scarico dei motori diesel contengono principalmente ossidi di azoto, particelle di fuliggine e biossido di zolfo, mentre i convertitori catalitici a tre vie ossidano principalmente monossido di carbonio, ossidi di azoto e idrocarburi e non possono catalizzare in grandi quantità gli ossidi di azoto e le particelle di fuliggine generate dai motori diesel. Inoltre, i normali convertitori catalitici a tre vie non sono in grado di resistere all'alta temperatura e all'alta pressione dei motori diesel.
Principio di funzionamento del catalizzatore a tre vie
Il convertitore catalitico a tre vie converte il monossido di carbonio (CO), gli idrocarburi (HC) e gli ossidi di azoto (NOx) presenti nei gas di scarico delle autovetture in gas innocui, tra cui biossido di carbonio (CO2), acqua e azoto (N2), attraverso l'azione di un catalizzatore. Il processo specifico è il seguente:
Monossido di carbonio (CO): Viene ossidato in anidride carbonica (CO2) ad alte temperature.
Idrocarburi (HC): Vengono ossidati in acqua e anidride carbonica (H2O e CO2) ad alte temperature.
Ossidi di azoto (NOx): Ridotti a gas di azoto (N2) e acqua (H2O).
Struttura e materiali del catalizzatore a tre vie
Un convertitore catalitico a tre vie contiene tipicamente uno strato di catalizzatori di metalli preziosi come platino (Pt), rodio (RH) e palladio (Pd), che sono rivestiti su un supporto ceramico poroso. Il catalizzatore stesso non partecipa alla reazione, ma accelera la reazione chimica fornendo siti attivi.
Tecnologie alternative per i veicoli diesel
Sebbene i veicoli diesel non siano dotati di catalizzatori a tre vie, alcune tecnologie possono sostituire o contribuire alla riduzione delle emissioni. Ad esempio, la tecnologia catalitica a quattro effetti integra un separatore di particolato di carbonio, un catalizzatore NOx povero di urea e un catalizzatore di ossidazione diesel, che può risolvere efficacemente i problemi di emissione dei veicoli diesel